[發明專利]一種熱媒水驅動的氨與溴化鋰集成吸收式制冷裝置及方法

有效

• 申請號: 201310521246.9
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103629854A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 董宏光;趙國強;于博;劉棟;王永長;姚慶
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F25B27/02
• 分類號: F25B27/02;F25B15/02;F25B41/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明提供一種可廣泛用于石化及焦化生產的，熱媒水余熱回收用于制冷過程的方法，涉及氨吸收式制冷與溴化鋰吸收式制冷集成裝置，以低溫熱媒水為熱源，制取中-低溫載冷劑。具體就是以溴化鋰吸收式制冷系統為輔助，強化氨吸收式制冷過程，從而降低氨吸收式制冷熱源溫位，降低綜合制冷成本，同時實現低溫熱媒水余熱回收。?

背景技術

一方面，石化酮苯脫蠟及焦化凈煤氣終冷等聯合生產裝置，存在大量-30～19℃溫位的低溫熱阱，主要采用氨或溴化鋰制冷來彌補所需低溫冷量。另一方面，石化催化裂化及焦化荒煤氣初冷等聯合生產裝置，存在大量90～120℃溫位的低溫熱源，熱媒水低溫熱量通常不易回收，從而造成能量浪費。?

純液態氨低壓下沸點可達到-33℃左右，因此可制取-30℃左右冷媒鹽水，常用于工藝物料冷凍。氨吸收式制冷主要采用0.5MPa以上蒸汽驅動，所需熱量溫位較高，且蒸汽單效利用，導致制冷效率較低，操作成本較高。為提高制冷效率，在適宜的熱源溫位下，可采用雙級氨吸收式制冷技術。溴化鋰吸收式制冷則多采用0.4MPa以下蒸汽或者80℃以上熱水驅動，制取7～16℃溫位的冷凍水，常用于工藝物料的冷卻。?

通過優化熱媒水換熱網絡，可提高發生熱媒水終溫，進而采用低溫熱媒水驅動氨與溴化鋰集成吸收式制冷系統，既可回收低溫熱媒水熱量，替代氨與溴化鋰吸收式制冷所需蒸汽，又制取了-30～-20℃溫位的冷媒鹽水，最終節省燃料，降低操作成本。?

山東飛達化工科技有限公司申請提供一種溴化鋰制冷與銅洗氨冷、冷凍冰機制冷結合，來進行工業生產降溫方法，采用吸冷熱水為熱源，利用溴化鋰制冷機?組制取冷水，給出冷排的銅液降溫，解決了氣溫較高情況下工業生產的制冷問題。該專利號為：CN200810015669。?

萬杰集團有限責任公司申請開發了一種溴化鋰制冷機組冷凝水余熱回收利用裝置，利用蒸汽驅動溴化鋰制冷后的冷凝水預熱自來水，供洗澡使用，回收了冷凝水部分熱量，但仍需蒸汽驅動。該實用新型專利號為：CN200520084987.6。?

華北電力大學申請開發了與余熱驅動制冷相結合的CO₂壓縮液化系統：在由多級壓縮機、冷卻器、循環水系統組成的壓縮液化CO₂系統的基礎上增加了CO₂氣體預冷系統、氨吸收式制冷系統等。該技術結合電廠豐富的余熱環境，利用余熱驅動制冷機制取冷量，用低溫來降低CO₂的液化壓力，CO₂液化后再利用泵升壓等措施，以降低總的CO₂壓縮功耗，節約電能，并提高全廠的熱效率，但制冷過程較為復雜，制冷成本較高。該專利號為：CN201110197232.7。?

發明內容

針對上述實際情況，本發明提供一種氨與溴化鋰集成吸收式制冷裝置，以便通過低溫熱媒水余熱回收實現制冷過程。根據能量梯級利用原則，熱媒水先驅動氨吸收式制冷后，再序貫驅動溴化鋰吸收式制冷。溴化鋰吸收式制冷系統制取的冷凍水，用于冷卻氨吸收式制冷系統的發生器（氨水溶液精餾塔頂冷凝器）及吸收器，從而強化氨吸收式制冷過程。?

氨吸收式制冷以氨水溶液為循環液，分為濃氨水溶液和稀氨水溶液。濃氨水溶液在氨水溶液精餾塔不斷氣化，產生純度較高的氨氣，氨氣經循環水冷卻變為液氨，再經節流膨脹變為低溫低壓的液氨后，進入蒸發器中蒸發，吸收周圍環境熱量，使載冷劑溫度下降，從而產生制冷效應，蒸發出的冷劑氨氣進入吸收器；氨水溶液精餾塔底液相為稀氨水溶液，經氨水溶液換熱器降溫，氨水溶液減壓閥減壓后進入吸收器，吸收冷劑氨氣后變為濃氨水溶液，再經氨水溶液循環泵加壓，氨水溶液換熱器升溫后進入發生器，完成制冷循環。氨吸收式制冷循環中，制冷?劑為低壓低溫的液氨。?

對于有顯著熱效應的吸收過程而言，吸收劑稀氨水溶液濃度越低，吸收冷劑氨氣的能力就越強，但相應循環氨水溶液濃度也隨之變稀，導致發生器所需熱源溫位提高或發生壓力降低。要求熱源溫位提高，需要更高壓力蒸汽驅動；發生壓力降低，致使冷卻氨氣所需冷卻介質溫度，低于循環水正常工作溫度，而無法實現氨氣冷凝。?

因此，本方案采用溴化鋰吸收式制冷產生的冷凍水冷卻氨氣，通過合理地降低發生壓力，降低循環氨水溶液濃度，使所需熱源溫位降低，從而可利用低溫熱媒水串級驅動氨及溴化鋰吸收式集成制冷系統，實現低溫熱媒水余熱回收利用，同時，自塔頂冷凝器的冷凍水，串級冷卻冷劑氨氣吸收器，以降低吸收操作溫度，從而促進稀氨水溶液對冷劑氨氣的吸收效果，維持氨吸收式制冷過程正常進行，保證制取-30～-20℃溫位的冷媒鹽水。?